基于路面识别的分布式驱动电动汽车转矩分配控制研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gliu0307
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分布式驱动电动汽车取消了复杂的动力传动系统,将动力直接通过车轮输出,能有效地提升车内空间的利用率,并降低车辆行驶中的能耗,而且由于轮毂电机输出转矩响应迅速且控制精度较高,十分有利于实现主动控制和智能控制。本文依托分布式驱动电动汽车开展研究,对路面识别方法、驱动防滑控制以及转矩协调分配控制开展了研究,具体内容如下:利用Carsim和Simulink搭建联合仿真模型。首先在Carsim中根据实车参数完成车身、轮胎、悬架、转向等系统的设置,然后在Simulink中完成轮毂电机建模,最后通过软件接口实现联合仿真。针对车辆起步加速阶段车轮容易发生滑转的问题,基于Burckhardt轮胎模型设计了一种路面识别方法,对于车辆当前行驶道路的最优滑转率以及峰值利用附着系数进行估算,用以提高驱动防滑控制算法的适应性。然后分别设置单一路面、拼接路面以及对开路面对识别方法进行有效性验证。考虑到电机输出存在的转矩波动,以及外界的干扰等因素会影响驱动防滑控制系统的控制效果,所以基于自抗扰控制原理设计了自抗扰控制器,通过调节轮毂电机输出转矩控制当前车轮轮速跟踪期望轮速。而后,对单一路面、拼接路面以及对开路面车辆起步加速三种行驶工况进行联合仿真,仿真结果表明基于最优轮速的滑转率控制能够有效降低车辆起步加速阶段车轮打滑,且电机输出转矩和车轮滑转率波动较小。针对车辆转向工况的机动性与稳定性进行研究,在低附着路面转向行驶时,满足车辆在低速转向行驶时降低车轮滑转以及在车辆高速转向时提升车辆的稳定性的需求,根据不同车速制定车轮驱动转矩分配控制策略,在低速转向工况下实现电子差速,降低车轮滑转率;在高速转向工况下,通过二次规划对电机输出转矩进行再分配,控制车辆稳定性转向。转向工况的转矩协调控制策略从两方面出发,以适应不同车速工况。分别对起步转向加速工况以及高速双移线工况进行仿真,仿真结果表明转矩协调控制能提升车辆转向的轨迹跟踪性以及稳定性。基于实验室现有的双轮毂电机实验平台,首先开展对开路面车辆起步加速驱动防滑控制硬件在环仿真试验,结果表明,基于最优滑转率的驱动防滑控制策略能够有效改善车辆在对开路面行驶时位移的侧向偏离,在加速工况下能够较好的利用路面附着条件。然后开展低附着系数路面转向工况转矩协调控制硬件在环仿真试验,结果表明,转矩协调控制策略能够保证车辆高速转向时的稳定性需求。
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